El documento describe factores de virulencia de hongos patógenos como Candida albicans. Menciona que la adherencia, morfogénesis, transición fenotípica y producción de enzimas proteolíticas son mecanismos importantes para la patogenicidad. También cubre temas como la regulación génica durante la candidemia y la importancia de estudiar los factores de virulencia para identificar nuevos objetivos terapéuticos.

6. Mecanismos de Patogenicidad de Hongos Ph D Germán Hermosilla D. Programa de Microbiología y Micología ICBM-Facultad de Medicina-Universidad de Chile

7. Factores de virulencia: Toda característica de un hongo que le permita causar daño al hospedero: Asegurar su sobrevida y proliferación en el hospedero. Evadir los mecanismos defensivos del hospedero. Incrementar su poder de penetración e invasión.

8. La mayor parte de las investigaciones sobre factores de virulencia recaen en la especie de Candida albicans , dada su alta prevalencia. In vitro Ex vivo In vivo Cuantificar el daño al hospedero: tasa de letalidad, distribución tisular del hongo y alteraciones histopatológicas. In vivo Estudio de virulencia Disponer de un modelo experimental adecuado. Estudio de cepas mutantes Expresión heteróloga Homología PCR diferencial display Complementación Microarreglos Hibridación sustractiva Expresión in vivo (IVET)

9. FACTORES DE VIRULENCIA Adhesión Morfogénesis Transición fenotípica Proteinasas Enzimas: Fosfolipasas, lipasas, fosfatasas Sideróforos Presencia de cápsula Evasión de la respuesta inmune

10. La adherencia es el primer paso de la infección. Interacciones inespecíficas (hidrofobicidad, van der Walls) Interacciones moleculares específicas (adhesinas) C. albicans se puede unir a: - Epitelio bucal - Epitelio esofágico - Epitelio gastro-intestinal - Epitelio cérvico-vaginal - Urotelio - Endotelio vascular - Espermatozoides - Plásticos y prótesis - Componentes de la Matriz extracelular ADHERENCIA EN Candida albicans

11. Pared celular EM : Medio extracelular gp : Glico(mano)proteínas CW : Pared celular  -g : Polímeros  -glucanos PM : Membrana plasmática c : Quitina ps : Espacio periplásmico ADHERENCIA

12. Candida albicans a por expresión heteróloga en S. cerevisiae o deleción b ensayos in vivo (orofaríngea o invasiva) y/o ex vivo (lengua murina) ADHERENCIA Fenotipo mutante en Ca Genes a Células Adherencia b Virulencia b Otro MNT1 HBEC reducida reducida Manosil transferasa I INT1 Epi, endo reducida reducida proteína tipo integrina HWP1 HBEC reducida reducida sustrato de transglutaminasa ALS1-9 HBEC, endo reducida reducida proteína tipo aglutinina EAP1 a HEK293 reducida nd proteína de pared celular MP65 a PLT reducida reducida MP antígeno mayor de PC

13. ura3/ura3, ALS9-1/ALS9-2 Transformación Disrupción del gen ALS9 en C. albicans CAI4 pDDB57 PCR Wilson et al , 2000 Cassette URA3-dpl200 URA3 URA3 ALS9 ALS9 ALS9-5DR ALS9-3DR

14. Pérdida del gen URA3 Selección 5FO ura3/ura3, als9-1/als9-2 2030 ALS9 ALS9 ALS9 ALS9

15. ALS9-2 URA3 ALS9-1 URA3 Reintegración del gen ALS9 Als9 - Uri - 2740 2064 ALS9-2/ALS9-1 URA3 Proteína fusión 2767 2030 2030 2030

16. + ALS9-1 + ALS9-2  als9-1/als9-2 + Fusión

17. Mejora la adherencia Invasividad Diseminación Resistencia a la fagocitosis MORFOGÉNESIS Histoplasma capsulatum Sporothrix schenckii Candida albicans Malassezia furfur filamento levadura levadura filamento

18. ? PATOGENICIDAD DIMORFISMO EN C. albicans C. albicans

19. Estímulos ambientales Suero PH neutro Temperatura 37ºC N-acetilglucosamina Disminución de nutrientes (Spider y Milk Tween) Crecimiento embebido (microaerofilia) Macrófagos Sensores Transducción de señales Programas transcripcionales Proteínas de morfogénesis

20. Feromonas Escasez de N 2 Receptor STE20 STE11 STE7 FUS3 STE12 Apareamiento RAS2 STE20 STE11 STE7 KSS1 STE12 Pseudohifas Saccharomyces cerevisiae C. albicans TRANSDUCIÓN DE SEÑALES (Tpk2) ( Mcm1 ) (2n) ( Tec1 )

21. Estudio Fenotípico FILAMENTACIÓN Disrupción del gen CEK1 de C. albicans ura3/ura3, cek1/cek1 ?

22. Disrupción del gen CEK1 de C. albicans Virulencia in vivo ?

24. ¿qué ocurre con los hiperfilamentadores? Existen vías redundantes Muchos componentes Estímulos comunes Genes blancos comunes Hay “Cross talking”

25. Invasión de mucosas Acceso a torrente sanguíneo Escape del torrente sanguíneo Infección de órganos profundos: Hígado - Riñón - Páncreas Diseminación (candidemia) Candidiasis sistémica

26. TUP1 NRG1 RFG1 EFG1 CPH1 Filamentación y factores de virulencia están co-regulados Hgc1p: Ciclina G1  Afecta sólo la filamentación. hgc1 / hgc1 Cepa avirulenta FILAMENTACIÓN ¿Un factor de virulencia? Adhesinas (Als1p * , Als3p, Hwp1p, Rbt1p) Proteasas secretadas (Sap4p, Sap5p y Sap6) Proteínas citoplasmáticas (Hgc1p)

27. Cambios espontáneos de la morfología de la colonia, los cuales son reversibles. La transición fenotípica se ha correlacionado con virulencia y variación antigénica. El sistema más estudiado corresponde al de la cepa WO-1 de C. albicans . Existen factores de virulencia que se expresan de manera fase dependiente ( SAP1 y SAP3 fase opaca y SAP2 y EFG1 en fase white). WO-1 “ a” “  ” TRANSICIÓN FENOTÍPICA

28. PRODUCCIÓN DE ENZIMAS LÍTICAS Favorecen la adhesividad Incrementan permeabilidad vascular Facilitan la invasividad Daño tisular Aspartil Proteinasas Secretadas ( SAP ) Fosfolipasas ( PL ) PLB Candida Estómago de ratón

29. Dermatofitos Queratinasas Elastasas DNAsas Colagenasas Lipasas producción de enzimas Microsporum canis

30. OTRAS ENZIMAS LÍTICAS Fosfolipasas ( PL ) Candida spp., Cryptococcus neoformans Lipasas Malassezia spp. Fosfatasas Sporothrix schenckii , C. parapsilosis Oxidorreductasas Aspergillus fumigatus Fenol-oxidasa C. neoformans Queratinasas Trichophyton rubrum

31. OTROS FACTORES DE VIRULENCIA FACTOR ESPECIE MUTANTE VIRULENCIA Sideróforos A. fumigatus, inducido no germina Rhizopus spp., H. capsulatum, C. albicans, S. schenckii, Trichophyton sp., Penicillium sp Cápsula Cryptococcus neoformans, espontáneo reducida inducido

32. OTROS FACTORES DE VIRULENCIA FACTOR ESPECIE MUTANTE VIRULENCIA Sideróforos A. fumigatus, inducido no germina Rhizopus spp., H. capsulatum, C. albicans, S. schenckii, Trichophyton sp., Penicillium sp Cápsula Cryptococcus neoformans, espontáneo reducida inducido Parasitismo H. capsulatum intracelular Termotolerancia H. capsulatum, espontáneo reducida S. schenckii espontáneo reducida Melanina Exophiala dermatitidis espontáneo reducida Aspergillus fumigatus

34. Granulocitos (PMN): Neutrófilos_(50-75%) Eosinófilos_(1-5%) Basófilos_(0-1%) Células Mononucleares: Linfocitos (B y T)_(20-40%) Monocitos_(2-8%) Eritrocitos

35. Análisis de agrupamiento jerárquico para 1518 genes. Notar la similitud entre el patrón de expresión en Blood y PMN (Neutrófilos)

36. Los perfiles de expresión génica reflejan las condiciones fisiológicas de las células frente al microambiente a las que están expuestas Catalasa y superoxido dismutasa (Sod5) Fradin, et al ., 2005. Molecular Microbiology 56: 397-415

37. ¿PORQUÉ ESTUDIAR ESTOS FACTORES? El objetivo es reconocer nuevos blancos para el tratamiento terapéutico efectivo.